降低製品內應力是耐熱ABS注塑成型的關鍵. 本文從模具設計, 材料乾燥, 成型溫度, 保壓壓力和時間, 模具溫度等5大方面, 分享了筆者對耐熱ABS樹脂成型的加工要點.
普通ABS耐熱性能不夠好, 現在, 通過添加ɑ-甲基苯乙烯共聚物和N-苯基馬來醯亞胺共聚物等耐熱劑開發了一系列耐熱ABS樹脂, 熱變形溫度(HDT)為90-120℃.
由於耐熱ABS的分子結構中含有高剛性的苯環和N-苯基基團, 提高耐熱性同時, 也增加了分子鏈的空間位阻效應, 使分子鏈的鬆弛速度降低, 易使製品存在較大的內應力, 導致製品應力開裂, 應力發白, 產品發脆等缺陷. 因此, 降低製品內應力是耐熱ABS注塑成型的關鍵.
產品模具設計
產品壁厚要求均一, ABS產品的壁厚差異應控制在25%以內, 防止壁厚差異過大引起局部應力集中. 強度較弱的柱子根部需增加R角或追加加強筋, 防止柱子斷裂.
卡扣設計, 卡扣的根部需要倒R角, R角的大小取決於產品的壁厚, R角和壁厚比應在0.3以上, 隨此比值增大, 內應力逐步減小, 但也要考慮產品表面縮水問題. 模具冷卻水道的設計要保證冷卻的均勻性, 避免冷卻不均, 收縮不一而造成的內應力.
材料乾燥
通常, 耐熱ABS樹脂在儲存運輸過程中會吸收空氣中的水分, 吸水率隨空氣濕度有所變化, 一般在0.2~0.4%之間, 所以必須對材料進行充分乾燥, 使材料含水率降至0.05%以下, 最好在0.02%以下, 否則可能出現水花, 銀絲等表面不良現象. 耐熱ABS樹脂的乾燥溫度比普通ABS高, 通常為80-95℃, 乾燥時間3-4小時.
成型溫度
成型溫度是耐熱ABS加工時需特別關注的一個參數, 其設定是以確保耐熱ABS充分塑化為基準, 應盡量使用供應商建議的成型溫度之中間值偏上的溫度區域, 成型溫度提高會明顯地降低耐熱ABS的粘度, 增加樹脂的流動性, 使流動距離變長, 來保證材料有足夠的填充能力.
保壓壓力和時間
對於耐熱ABS來說, 保壓壓力和時間的設定是否合理, 直接影響製件內應力的大小. 保壓壓力的增加會使分子間隙變小, 鏈段活動範圍減小, 熔體的體積縮小, 密度變大, 分子之間的作用力增加, 可以改善產品的縮水及內部質量, 但會導致內應力變大, 因此, 在保證產品外觀質量的前提下盡量選用較低的保壓壓力.
保壓時間的設定是根據澆口隨著冷卻完成其固化, 螺杆再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間. 保壓時間過長, 容易使材料填充過分, 分子間隙變小, 內應力變大;保壓時間過短, 產品容易產生縮水, 尺寸不穩定. 保壓時間設定應以製品重量不再變化時的最短時間為最佳保壓時間.
模具溫度
在成型耐熱ABS時使用模溫機來控制模具溫度, 建議的模溫是60-80℃. 較高的模具溫度, 往往會產生良好的流動, 較高的熔接線強度, 較小的產品內應力, 但成型周期會適當延長.
若模具溫度比建議的低, 就會導致製品內應力過高, 會降低製品的性能, 可能出現製品脆裂, 螺絲孔開裂或噴漆開裂等不良現象.